基于AHP-模糊綜合評(píng)分法的行人過(guò)街設(shè)施評(píng)價(jià)

王春云 陳春燕 喬建剛

摘要 隨著步行在中短距離出行中的比例日益增長(zhǎng)，發(fā)展步行交通，推動(dòng)交通結(jié)構(gòu)的總體優(yōu)化愈發(fā)受公眾重視。適用性高的行人過(guò)街設(shè)施不僅可以確保行人的安全，還能使道路暢通。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有不同類型的行人過(guò)街設(shè)施進(jìn)行評(píng)價(jià)，找出存在問(wèn)題及缺口，對(duì)過(guò)街設(shè)施的新建提供理論依據(jù)。以北京市大興區(qū)為例，選取行人過(guò)街時(shí)間、過(guò)街延誤、道路服務(wù)水平、機(jī)動(dòng)車延誤、設(shè)施建設(shè)費(fèi)用等指標(biāo)，從安全、效率、經(jīng)濟(jì)3方面建立評(píng)價(jià)體系，結(jié)合層次分析法和模糊綜合評(píng)分法，評(píng)價(jià)相鄰路口的2種類型的過(guò)街設(shè)施。結(jié)果表明立體過(guò)街設(shè)施優(yōu)于平面過(guò)街設(shè)施。

關(guān) 鍵 詞 層次分析法;模糊綜合評(píng)分;行人過(guò)街設(shè)施;安全;效率

中圖分類號(hào) U491.2? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

Evaluation of pedestrian crossing facilities based on AHP- fuzzy comprehensive scoring method

WANG Chunyun1， CHEN Chunyan2， QIAO Jiangang2

（1. Baoding Vocational and Technical College， Baoding， Hebei 071051， China; 2. School of Civil Engineering and Transportation， Hebei University of Technology， Tianjin 300401， China）

Abstract With the increasing proportion of walking in short-distance travel， developing walking traffic and promoting the overall optimization of traffic structure have caused more public attention. High applicable pedestrian crossing facilities can not only ensure? pedestrians′ safety， but also make roads unobstructed. Through the evaluation of different types of pedestrian street facilities， the existing problems and gaps are found， and the theoretical basis for the construction of crossing facilities is provided. Taking Daxing District of Beijing as an example， we first selected indexes such as pedestrian crossing time，crossing delay， road service level， vehicle delay， facilities construction cost and so on to establish an evaluation system by considering three aspects of the facilities： safety， efficiency， and economy. Then by combining analytic hierarchy process and fuzzy comprehensive evaluation method， we evaluated two types of crossing facilities at adjacent junctions. The results show that the stereoscopic crossing facility is superior to the plane crossing facility.

Key words analytic hierarchy process; fuzzy comprehensive score; pedestrian crossing facilities; safety; efficiency

0 引言

行人過(guò)街設(shè)施主要分為平面過(guò)街設(shè)施和立體過(guò)街設(shè)施2類。傳統(tǒng)的平面過(guò)街設(shè)施存在安全性差、效率低、易造成擁堵等問(wèn)題。而立體過(guò)街設(shè)施雖然能將問(wèn)題得以解決，但是面臨較大的施工及運(yùn)維成本。行人過(guò)街設(shè)施的類型選取首先要滿足行人的過(guò)街需求，保證行人過(guò)街安全;其次還要考慮行人便捷性的需要。兩類過(guò)街設(shè)施的選型及選址研究也一直成為許多學(xué)者的難點(diǎn)[1-4]。

目前，國(guó)內(nèi)外基于行人過(guò)街行為方面有了一些成果[5-8]，在評(píng)價(jià)上研究較少。龐雅靜[9]基于行人交通特性，以模糊測(cè)度理論為基礎(chǔ)建立了一套適用于信號(hào)交叉口行人過(guò)街的安全評(píng)價(jià)體系。劉貴謙[10]從過(guò)街行人對(duì)立體過(guò)街設(shè)施的滿意度及選擇偏好角度，建立了基于行人選擇偏好的Probit模型并對(duì)立體過(guò)街設(shè)施服務(wù)性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。李昕等[11]對(duì)人行橫道行人過(guò)街服務(wù)水平提出了基于不同指標(biāo)的不同評(píng)價(jià)方法，并給出各方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件。許新[12]針對(duì)行人地面過(guò)街，從交通系統(tǒng)效率、安全、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益角度，提出了城市干道路段行人地面過(guò)街交通設(shè)計(jì)的多目標(biāo)評(píng)價(jià)方法。袁黎等[13]以綜合經(jīng)濟(jì)損失為評(píng)價(jià)指標(biāo)，提出路段過(guò)街的綜合評(píng)價(jià)模型。曹冠軍[14]用熵值法對(duì)過(guò)街設(shè)施進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，并以實(shí)例驗(yàn)證。李璐等[15]用仿真評(píng)價(jià)行人過(guò)街設(shè)施的節(jié)能減排效果，結(jié)果表明天橋附近路段尾氣排放明顯降低，大大減少了經(jīng)濟(jì)損失。論文基于層次分析-模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)平面及立體2類行人過(guò)街設(shè)施結(jié)合交通量等實(shí)際情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，精準(zhǔn)分析現(xiàn)狀。

1 行人過(guò)街設(shè)施現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)平面過(guò)街設(shè)施即人行橫道存在的問(wèn)題主要為：設(shè)置位置不合理;缺乏信號(hào)控制或信號(hào)配時(shí)不合理，使得行人等待時(shí)間較長(zhǎng)，沒(méi)有將行人的利益考慮進(jìn)去;安全性差，渠化路口安全島的面積不能滿足行人過(guò)街的需要，使行人在紅燈等待時(shí)占用了右轉(zhuǎn)車道，增加了右轉(zhuǎn)車輛與行人的沖突以及行車延誤，行人的安全受到威脅。倫敦安全島的設(shè)置比例較高，如在雙向4車道上設(shè)置曲尺形安全島。

對(duì)于立體過(guò)街設(shè)施包括過(guò)街天橋和地下通道，除工程造價(jià)大等經(jīng)濟(jì)方面外，還有設(shè)置位置不合理，行人過(guò)街需要繞行較長(zhǎng)的距離，這樣會(huì)迫使行人橫穿馬路，危險(xiǎn)過(guò)街;缺少自動(dòng)扶梯、電梯等無(wú)障礙設(shè)施，尤其在交通樞紐附近的立體過(guò)街設(shè)施，行人往往都有較多的隨身物品，不方便上下臺(tái)階;缺少自行車坡道;利用率低，人們往往追求便捷等原因，不會(huì)選擇天橋或地下通道過(guò)街，這樣使得立體過(guò)街設(shè)施的利用率低，沒(méi)有充分發(fā)揮其作用，導(dǎo)致建設(shè)的浪費(fèi)。此外，天橋雨棚的設(shè)置以及整體與周邊環(huán)境是否協(xié)調(diào)、地下通道的通風(fēng)照明系統(tǒng)以及出入口的標(biāo)志是否醒目等問(wèn)題也需要重視。國(guó)外一些城市的過(guò)街設(shè)施間距小，繞行距離短，如東京行人過(guò)街設(shè)施密度較大，并采用立體過(guò)街設(shè)施與平面斑馬線并置方式。美國(guó)Rosemont行人橋連接了被高速公路和交通干道隔離的各城市區(qū)域，與城市布局相協(xié)調(diào)，修復(fù)城市肌理。

2 層次分析法

對(duì)于行人過(guò)街設(shè)施的評(píng)價(jià)，除少量評(píng)價(jià)指標(biāo)需要定量分析外，大部分需要定性分析。層次分析法把復(fù)雜問(wèn)題中的各因素劃分成相關(guān)聯(lián)的有序?qū)哟?，使其條理化。根據(jù)一定的客觀判斷，對(duì)每一層次中每?jī)稍叵鄬?duì)重要性給出定量表示，從而確定出全部元素的權(quán)重。按照公平性、公正性、科學(xué)性等原則，對(duì)行人過(guò)街設(shè)施進(jìn)行評(píng)價(jià)，從安全、效率以及經(jīng)濟(jì)角度采用AHP法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.1 構(gòu)造層次結(jié)構(gòu)

構(gòu)造出層次分析的結(jié)構(gòu)，包括目標(biāo)層A、準(zhǔn)則層B、指標(biāo)層C，其一般形式見(jiàn)表1。

2.2 確定權(quán)重

首先構(gòu)造判斷矩陣，形式見(jiàn)表1。其次根據(jù)判斷矩陣，求出最大特征根及其特征向量。所求的特征向量即為各評(píng)價(jià)因素的重要性排序，即各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

1）計(jì)算判斷矩陣每一行元素的乘積Mi，

[Mi=j=1naij（i=1，2，...，n）] 。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

2）將Mi開(kāi)n次方，

[wi=Min]? 。 （2）

3）再進(jìn)行規(guī)范化，得權(quán)重系數(shù)

[wi=wij=1nwj]? ?， （3）

則[w=w1，w2，...，wnT]即為所求特征向量。

4）計(jì)算判斷矩陣的最大特征根λmax

[λmax=i=1n（Aw）inwi]? ， （4）

其中，[（Aw）i]表示矩陣[Aw]中第i個(gè)元素。

5）計(jì)算層次總排序

[總排序=j=1nbjcij（j=1，2，...，n）]? 。 （5）

3 模糊綜合評(píng)分法

先對(duì)過(guò)街設(shè)施的類型分為平面和立體兩種，分別代表兩種方案。模糊綜合評(píng)分法首先需要在大量實(shí)地分析的基礎(chǔ)上，由專家根據(jù)實(shí)際交通狀況，對(duì)平面過(guò)街設(shè)施和立體過(guò)街設(shè)施的每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行打分。打分分為5個(gè)等級(jí)，分別為：好、較好、一般、差、太差，各個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)見(jiàn)表2。

通過(guò)綜合評(píng)選，計(jì)算出每種過(guò)街設(shè)施綜合得分，即

[Z總=wij×si]，? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（6）

式中：[Z總]為方案總得分;[wij]為計(jì)算出的各指標(biāo)的權(quán)重;[si]為專家對(duì)各指標(biāo)的打分。

由此算出來(lái)的各方案的總評(píng)分，得分高者作為優(yōu)先方案。

4 實(shí)例分析

北京市大興區(qū)開(kāi)展交叉口的精細(xì)化設(shè)計(jì)示范工程，通過(guò)渠化交叉口提高了平面交叉口的安全和效率，具有良好效果。為深入評(píng)價(jià)渠化交叉口和過(guò)街天橋的適用性，并盡量減小車流量以及周邊用地特征等因素對(duì)行人過(guò)街行為的影響，隨機(jī)選取同一主干路上相鄰2個(gè)不同的行人過(guò)街設(shè)施的交叉口作為試調(diào)查，即興華大街與黃村西大街渠化交叉口的人行橫道和興豐大街與黃村東大街交叉口的“口”字形天橋，具體位置關(guān)系及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研如圖2～圖5。

調(diào)研時(shí)間在工作日早高峰6∶30 ～ 8∶30、晚高峰17∶30 ～ 19∶30開(kāi)展調(diào)查。通過(guò)視頻采集、激光測(cè)距、人工計(jì)數(shù)法、點(diǎn)樣本法調(diào)查了2個(gè)交叉口的交通量、人流量、路口延誤、測(cè)量交叉口距離等，選取高峰小時(shí)交通量、天橋人流量、交叉口延誤、車頭時(shí)距等參數(shù)開(kāi)展詳細(xì)分析。得到渠化交叉口和天橋路口的人車沖突、行人過(guò)街延誤、機(jī)動(dòng)車延誤、行人過(guò)街時(shí)間、建設(shè)費(fèi)用與后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的調(diào)研結(jié)果如表3所示。

用層次分析法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重，首先構(gòu)建行人過(guò)街設(shè)施評(píng)價(jià)層次分析結(jié)構(gòu)如圖6所示。

根據(jù)層次分析結(jié)構(gòu)圖計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重，其中所有矩陣的隨機(jī)一致性比率CR均小于0.10，可以認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性，得出各指標(biāo)的總排序見(jiàn)表4。

由表4可看出，對(duì)行人過(guò)街設(shè)施評(píng)價(jià)的影響因素從主到次依次為：人車沖突即安全性、道路服務(wù)水平、行人過(guò)街時(shí)間、設(shè)施建設(shè)費(fèi)用、行人與機(jī)動(dòng)車延誤、后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。就現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研結(jié)果，用模糊綜合打分法給兩個(gè)路口進(jìn)行評(píng)定，結(jié)合各指標(biāo)的權(quán)重，得到兩路口最后得分情況見(jiàn)表5。

由于調(diào)研選取的兩個(gè)地點(diǎn)屬于同一主干路的相鄰路口，東西方向可看做有相同的交通量，具有可比性。通過(guò)計(jì)算可知，天橋路口的綜合得分高于渠化交叉口，說(shuō)明綜合安全性、便捷性和經(jīng)濟(jì)方面，立體過(guò)街設(shè)施優(yōu)于平面過(guò)街。

5 結(jié)論

對(duì)城市中已建好的各類行人過(guò)街設(shè)施進(jìn)行調(diào)研評(píng)價(jià)，找出過(guò)街設(shè)施亟待解決的困難與瓶頸。選取了交通量相近的同一主干路相鄰兩個(gè)不同類型的行人過(guò)街設(shè)施的路口作為調(diào)查地點(diǎn)，結(jié)合早晚高峰小時(shí)交通量、行人流量以及延誤等指標(biāo)，從安全、效率、經(jīng)濟(jì)等方面對(duì)兩種行人過(guò)街設(shè)施用層次分析-模糊綜合評(píng)分法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明天橋使用效果優(yōu)于人行橫道。接下來(lái)會(huì)從使用情況層面，分析街設(shè)施的現(xiàn)狀使用滿意度評(píng)估及薄弱環(huán)節(jié)的深度分析，提出相應(yīng)措施，以期建成安全、便捷、公眾滿意度高的行人交通系統(tǒng)。

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[責(zé)任編輯? ? 楊? ? 屹]